JP6481559B2 - 発光装置 - Google Patents

Description

本発明は、発光装置に関する。

近年、半導体発光素子は、蛍光灯に代わる照明用の光源のみならず、車両のヘッドライトなどの投光器、投光照明等の良好な指向性及び高い輝度を有する光源として利用されている。
このような用途に用いられる発光装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この発光装置は、高い輝度を可能とするために、発光素子を被覆して、接合される透光性部材の外周側面を下面に向かって広がる傾斜面とし、その下面のうち、発光素子と接合されていない部分と傾斜面とが光反射性樹脂で被覆されている。

特開２０１０−２７２８４７号

しかし、車両用途等の発光装置には、より高輝度な光源が求められている。
本発明は高輝度な発光装置を提供することを目的とする。

本開示の一実施形態の発光装置は、発光素子、前記発光素子上に配置され、第１上面と、下面と、第１側面と、該第１側面よりも外側に位置する第２側面とを有する第１透光性部材、前記第１側面の少なくとも一部を被覆する第２透光性部材、ならびに、前記第２透光性部材、前記第１透光性部材の第２側面及び前記発光素子の側面に配置される光反射性部材を備える。

本発明の一実施形態の発光装置は、高輝度な発光装置を実現することができる。

本発明の実施形態の発光装置を示す概略平面図である。 図１ＡのＡ−Ａ'線断面図である。 本発明の実施形態の発光装置に用いられる第１透光性部材を示す概略平面図である。 図２ＡのＡ−Ａ'線断面図である。 本発明の実施形態の発光装置に用いられる第１透光性部材及び第２透光性部材を示す概略断面図である。

本願においては、各図面が示す部材の大きさ、位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。以下の説明において、同一の名称及び符号は、同一又は同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。一実施例及び一実施形態において説明された内容は、他の実施例及び他の実施形態等に利用可能である。

本実施形態の発光装置１０は、図１Ａ及び１Ｂに示すように、発光素子１、第１透光性部材２、第２透光性部材３、光反射性部材６を備える。第１透光性部材２は発光素子１上に配置されており、第１上面２ａと、下面２ｂと、第１側面２ｃと、第１側面２ｃよりも外側に位置する第２側面２ｄとを有する。第２透光性部材３は、第１透光性部材２の第１側面２ｃの少なくとも一部を被覆し、光反射性部材６は、第２透光性部材３、第１透光性部材２の第２側面２ｄ及び発光素子１の側面に配置される。

（第１透光性部材２）
第１透光性部材２は、発光素子１の光取り出し面を被覆し、発光素子１から出射される光を透過させ、外部に放出することが可能な部材である。
第１透光性部材２は、図２Ａ及び２Ｂに示すように、第１上面２ａと、下面２ｂと、第１側面２ｃと、第１側面２ｃよりも外側に位置する第２側面２ｄとを有する。

第１透光性部材２の第１上面２ａ及び下面２ｂは、それぞれ平坦面であり、互いに平行であることが好ましい。本明細書において平行とは、いずれか一方の面が他方の面に対して±５°程度の傾斜が許容されることを包含する。このような形状により、発光面となる第１透光性部材２の第１上面２ａにおいて、正面輝度が均一な発光色むらの少ない発光装置１０とすることができる。
第１透光性部材２の厚みは、特に限定されるものではなく、例えば、５０〜３００μｍ程度とすることができる。
第１透光性部材２の第１上面２ａは、凹凸形状、曲面形状、レンズ形状であってもよい。

第１透光性部材２の第１側面２ｃは、第２側面２ｄの上方に配置されていることが好ましい。言い換えると、第１側面２ｃは、第２側面２ｄよりも、発光素子１から遠い側に配置されていることが好ましい。さらに言い換えると、第１透光性部材２の下方よりも上方の平面積が小さいことが好ましい。このような構造をした第１透光性部材２を発光素子上に配置することにより、第１上面２ａを発光装置１０の発光面とした際に、発光面を絞った正面輝度の高い発光装置１０とすることができる。

第１側面２ｃ及び第２側面２ｄは、それぞれ平坦面であり、互いに平行であることが好ましい。つまり、第１側面２ｃ及び第２側面２ｄは、凹凸がなく、傾斜又は湾曲しない平坦な面であることが好ましい。また、第１側面２ｃ及び第２側面２ｄは、それぞれ、第１上面２ａ及び下面２ｂに対して垂直面であることが好ましい。特に、第１側面２ｃは、第１上面２ａに接し、第１上面２ａに対する垂直面であることが好ましい。第１側面２ｃが、第１上面２ａに接し、第１上面２ａに対する垂直面であることにより、第１上面２ａを発光装置の光取り出し面とした際に、発光部（第１透光性部材の第１上面２ａ）と、非発光部（後述する第１透光性部材２の周辺の光反射性部材６上）との輝度差が明確で、発光色むらが少ない発光装置１０を得ることができる。
また、第２側面２ｄは、下面２ｂに接し、下面２ｂに対する垂直面であることが好ましい。第２側面２ｄが、下面２ｂに接し、下面２ｂに対する垂直面であることであることにより、発光素子１と第１透光性部材２との接合に接着材を用いる場合に、接着材が第２側面へ濡れ広がるのを抑制できる。

第２側面２ｄは、段階的に第１側面２ｃに対して外側に位置していてもよいが、段差によって外側に位置していることが好ましい。従って、第１透光性部材２は、第１側面２ｃと第２側面２ｄとの間に第２上面２ｅを有していることが好ましい。
第２上面２ｅは、第１上面２ａ及び／又は下面２ｂに対して傾斜していてもよいが、第１上面２ａ及び／又は下面２ｂに平行な面を有することが好ましい。これにより、第２上面２ｅ上に後述する光反射性部材６が配置される場合には、光反射性部材６の厚みが均一になる。よって、発光部（第１透光性部材の第１上面２ａ）と、非発光部（第１上面２ａの周辺の光反射性部材６上）との輝度差が明確で、発光色むらが少ない発光装置を得ることができる。
第２上面２ｅは、第１透光性部材２の外周に沿って配置されるが、その外周の一部において、第２上面２ｅの幅が変動してもよいが、発光素子１からの光を均一に外周で反射させるという観点から、外周の全部にわたって、一定の幅であることが好ましい。

第１側面２ｃと第２側面２ｄとの距離Ｌ（図２Ｂ参照）は、例えば、１０〜３００μｍ程度が挙げられる。この距離が大きいほど、後述するように、発光素子１を第１透光性部材２で被覆する際に、多少の位置ずれが生じたとしても、発光素子１の上面を全て第１透光性部材２の下面２ｂで覆うことができる。しかし、この距離が大きすぎると発光素子１の第１上面２ａ以外に配置される割合が大きくなり、発光色むらの原因となることがある。

第１透光性部材２の下面２ｂからの第１側面２ｃまでの高さＨ（図２Ｂ参照）は、例えば、第１透光性部材２の厚み（第１透光性部材２の第１上面２ａからと下面２ｂまでの高さ）の１０〜３５％程度が好ましく、２０〜３０％程度がより好ましい。高さＨの値が大きいほど、第２上面２ｅ上方に配置される光反射性部材６の量が少なくなり、第１上面２ａの周辺の光反射性部材６を介して光が漏れる虞がある。また高さＨの値が小さいほど、欠けなどが生じやすく、また発光素子１からの光が第１上面２ａに伝播されにくくなる。

第１上面２ａは、発光装置１０の発光面として、発光素子１からの光を外部に出射する面であり、下面２ｂは、発光素子１の光取り出し面を被覆する面である。通常、発光素子１から出射された光の全てを取り出すためには発光素子１の光取り出し面の全部を第１透光性部材で被覆することが必要である。一方、第１透光性部材が光取り出し面よりも大きくなるほど、そこから取り出される光は、輝度が低下することが確認されている。従って、発光素子１を被覆する第１透光性部材２の下面２ｂは、発光素子１の光取り出し面と同等の大きさ以上であるが、できる限り光取り出し面と同等の大きさであることが好ましい。つまり、第１透光性部材２の第１上面２ａの縁は、平面視、発光素子１の外縁と一致する、または外縁より内側に位置することが好ましい。これにより、発光装置１０のより一層の小型化が可能となることに加え、発光素子１から出射される光をより確実に、外部に取り出すことができ、より一層高い輝度が得られる。

なお、第１透光性部材２の平面視における形状は、後述する発光素子１の形状、数及び配置等によって適宜設定することができ、円又は楕円、多角形及びこれらに近似する形状が挙げられる。なかでも、通常、発光素子１の外縁形状に合わせて、四角形であることが好ましい。また、第１透光性部材２の第１上面２ａと下面２ｂとは、相似形状であることが好ましい。

複数の発光素子１が１つの第１透光性部材２によって被覆されている場合、第１透光性部材２は、複数の発光素子１の光取り出し面の全部を被覆することが好ましい。また、この際、平面視において、第１透光性部材２の第１上面２ａの縁は、基板上に配置された複数の発光素子群の外縁と略一致する、または複数の発光素子群の外縁より内側に位置することが好ましい。

第１透光性部材２の下面２ｂの面積は、発光素子１の上面の面積よりも大きい。これにより、発光素子１の光出射面の全てが第１透光性部材２で被覆することができるため、光のロスを低減することができる。また、第１透光性部材２を、発光素子１の上方に配置させる際に、多少の位置ずれが生じたとしても、発光素子１の上面を全て第１透光性部材２の下面２ｂで覆うことができるため、位置ずれによる輝度の変化が殆ど発生しない。その結果、発光装置１０の製造における歩留まりを向上させることができる。さらに、後述するように、発光素子１と第１透光性部材２との接合に接着材を用いる場合、発光素子１より第１透光性部材２を大きくすることで、接合時における第１透光性部材２の側面への接着材の漏れや這い上がりを防止することができる。

ここで、上述した面積とは、第１透光性部材２の下面２ｂ及び発光素子１の上面が平坦面である場合、それらの平面積を意味し、平坦面でない場合、平面視における第１透光性部材２の下面２ｂ及び発光素子１の上面の外縁内の面積を意味する。
第１透光性部材２の下面２ｂの面積と発光素子１の上面の面積との比は、例えば、１０：８〜１０程度が好ましく、１０：９〜１０程度がより好ましく、１０：９．５程度であることがさらに好ましい。
第１透光性部材２の第１上面２ａの面積は、発光素子１の上面の面積と同等であることが好ましい。ここでの同等とは、±１０％程度の差が許容されることを意味する。

このように、第１透光性部材２に第１側面２ｃとこれよりも外側に位置する第２側面２ｄとを有する場合には、下面２ｂ側において、発光素子１から出射される光の全てを受光し得る面積を確保することができる。加えて、第１上面２ａ、つまり、第１透光性部材２の光取り出し面側において、受光した光を、発光素子１と同等または同等以下の平面積で出射させることができる。その結果、輝度の向上を図ることができる。

第１透光性部材２を構成する材料は、例えば、樹脂、ガラス、無機物（セラミックスなど）が挙げられる。また、これらの材料に光拡散材や、入射された光の少なくとも一部を波長変換可能な蛍光体を含有させてもよい。具体的には、蛍光体の単結晶、多結晶又は蛍光体粉末の焼結体等の蛍光体インゴットから切り出したもの、樹脂、ガラス又は無機物等に蛍光体粉末を混合して焼結したものであってもよい。透明度が高いほど、後述する光反射性部材との界面において光を反射させやすいため、輝度を向上させることが可能となる。
蛍光体や光拡散材は第１透光性部材２の内部に含有させてもよいし、第１透光性部材２の両面又は片面に蛍光体や光拡散材を含有する層を設けてもよい。蛍光体や光拡散材を含有する層を形成する方法としては、特に限定されるものではなく、例えば、スプレー法、電着法、静電塗装法を用いることができる。あるいは樹脂に蛍光体を分散させた材料から成る蛍光体シート等を接着してもよい。

第１透光性部材２に含有させる蛍光体としては、発光素子１からの発光で励起可能なものが使用される。例えば、青色発光素子又は紫外線発光素子で励起可能な蛍光体としては、セリウムで賦活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体（Ｃｅ：ＹＡＧ）；セリウムで賦活されたルテチウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体（Ｃｅ：ＬＡＧ）；ユウロピウムおよび／又はクロムで賦活された窒素含有アルミノ珪酸カルシウム系蛍光体（ＣａＯ−Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２）；ユウロピウムで賦活されたシリケート系蛍光体（（Ｓｒ，Ｂａ）_２ＳｉＯ_４）；β サイアロン蛍光体、ＣＡＳＮ系蛍光体、ＳＣＡＳＮ系蛍光体等の窒化物系蛍光体；ＫＳＦ系蛍光体（Ｋ_２ＳｉＦ_６：Ｍｎ）；硫化物系蛍光体、量子ドット蛍光体などが挙げられる。これらの蛍光体と、青色発光素子又は紫外線発光素子と組み合わせることにより、様々な色の発光装置（例えば白色系の発光装置）を製造することができる。白色に発光可能な発光装置とする場合、第１透光性部材に含有される蛍光体の種類、濃度によって白色となるよう調整される。このような蛍光体を第１透光性部材２に含有される場合、蛍光体の濃度を、例えば５〜５０質量％程度とすることが好ましい。
第１透光性部材２に含有させることができる光拡散材としては、例えば、酸化チタン、チタン酸バリウム、酸化アルミニウム、酸化ケイ素等を用いることができる。

第１透光性部材２は、発光素子１の光取り出し面を被覆するように接合されている。接合は、例えば、圧着、焼結、表面活性化接合、原子拡散接合、水酸基接合による直接接合、エポキシ又はシリコーンのような周知の接着材による接着、高屈折率の有機接着材による接着、低融点ガラスによる接着などで行うことができる。
第１透光性部材２と発光素子１との接合に接着材を用いる場合、接着材にシリコーン樹脂等の光透過率の高い部材を用いることで、発光素子１からの光を第１透光性部材２へと効率よく導光することができる。この場合、後述する光反射性部材６が接着材の外周を覆っていることが好ましい。なお接着材が発光素子１の側面にまで配置される場合は、光反射性部材６は接着材を介して発光素子１の側面を覆うことが好ましい。これにより、導光された発光素子１からの光を光反射性部材６により効率よく反射させることができる。

第１透光性部材２の第１側面２ｃ及び第２側面２ｄは、第１透光性部材２をダイシングして個片化する際に、ダイシングブレードの刃先角及び刃幅を適宜選択、変更することにより上述した形状に形成することができる。また、ダイシング方法としてハーフダイシングによっても形成することができる。

（第２透光性部材３）
第２透光性部材３は、図３に示したように、第１透光性部材２の第１側面２ｃの少なくとも一部を被覆する。第２透光性部材３は、第１側面２ｃの全部を被覆してもよいが、第１側面２ｃの第１上面２ａ側の一部領域は第２透光性部材３から露出していてもよい。この場合、第１側面２ｃが第２透光性部材３から露出する領域の最大長さ（第１側面２ｃにおける、第１上面２ａ側の端部から第２透光性部材の上端までの最大長さ）が、第１透光性部材２の高さ（第１上面２ａから下面２ｂまでの距離）の１／３程度以下、１／４程度以下、１／５程度以下であることが好ましい。第２透光性部材３が第１側面２ｃの第１上面２ａ側の端縁まで被覆する場合は、断面視における上述の一部領域を被覆する第２透光性部材３の幅を薄くすることが好ましい。具体的には、断面視における上述の一部領域を被覆する第２透光性部材３の幅は、１０μｍ以下が挙げられる。これにより、第２透光性部材から外部に出射される光を最小限に抑えることができるため、発光部（第１透光性部材の第１上面２ａ）と、非発光部（第１上面２ａの周辺の光反射性部材６上）との輝度差が明確で、発光色むらが少ない発光装置を得ることができる。

第２透光性部材３は、第１透光性部材２の第２上面２ｅの少なくとも一部を被覆することが好ましく、第２上面２ｅの全面を被覆することがより好ましい。第２透光性部材３は、第２側面２ｄを被覆しないことが好ましい。

第２透光性部材３の形状は、膜状、第２上面２ｅを底面とする四角錐状又はこれらの変形形状とすることができる。つまり、断面視における第２透光性部材３の幅は、その高さ方向の位置によって異なるものとすることが好ましい。なかでも、第２透光性部材３は、後述する光反射性部材６側、言い換えると、第１側面２ｃ及び第２上面２ｅの双方に対向する外面が、湾曲面であることが好ましい。従って、この湾曲面は、第１側面２ｃと第２上面２ｅとの双方に接することが好ましい。また、この湾曲面は、光反射性部材６側に凹の湾曲面であることが好ましい。このような形状によって、発光素子１から出射される光が、第２透光性部材３の外面で、後述する光反射性部材６と相まって、適度な反射面を形成することができ、反射光を発光装置の発光面（第１上面２ａ）側に進行させることができる。その結果、第１上面２ａでの光取り出し効率が向上し、より一層の高輝度、かつ高光束化を実現することができる。

第２透光性部材３は、第１透光性部材２の外周側面を連続して覆うことが好ましい。言い換えると、第２透光性部材３は、第１透光性部材２の第１側面２ｃ、第２上面２ｅを、第１透光性部材２の外周に沿って、連続して覆うことが好ましい。これによって、上述した発光素子１からの光の反射を発光素子１の外周において確実に実行し、高輝度、かつ高光束化を確実に行うことができる。

第２透光性部材３は、第１透光性部材２を構成する材料と同様の材料から形成することができる。なかでも、取り扱い及び加工が容易であることから、樹脂が好ましい。また、第１透光性部材２が蛍光体を含有する場合、第２透光性部材３も、蛍光体を含有することが好ましい。なかでも、第２透光性部材３は、蛍光体を含有する樹脂によって形成されていることが好ましい。第１透光性部材の下面２ｂから第２上面２ｅまでの高さＨは、第１透光性部材２全体の高さ（厚み）よりも低いため、第１透光性部材２の第２上面からは発光素子から出射された光の多くが波長変換されないまま第２透光性部材３へ入射すると考えられる。しかしながら、第２透光性部材３が蛍光体を含有することにより、波長変換されないまま第２透光性部材３へ入射した光は、第２透光性部材３中の蛍光体により効率よく波長変換されるため、発光色むらの少ない発光装置とすることができる。

第２透光性部材３は、上述した第１透光性部材２を準備した後、その外周、つまり、第１側面２ｃと第２上面２ｅとに、印刷、噴射、モールド法、ポッティング等の公知の方法によって形成することができる。なかでも、ポッティングによる形成が好ましい。このような方法により、第２透光性部材３を安定した形状で形成することができる。
第２上面２ｅと第２側面２ｄとを有する第１透光性部材２は、ブレードの２段階カット等で製造することができる。一方、ブレードは刃先部分が最も摩耗しやすいため、上面側からのカットで用いるブレードの刃先部分により形成される第２上面２ｅと第１側面２ｃとが接する部分における寸法にはバラつきが生じやすく、安定しにくい。しかし、第２透光性部材３を樹脂のポッティングにより形成すると、その形状は、第２透光性部材３の樹脂の種類、粘度により決定されるため、第２上面２ｅと第１側面２ｃとが接する部分の形状にバラつきが生じた場合であっても、第２透光性部材３の外周縁の形状を同じとすることができる。

第２透光性部材３を構成する材料、例えば、樹脂に蛍光体が含有されている場合は、いわゆる沈降によって、蛍光体は第２透光性部材３の下方に配置される傾向がある。言い換えると、蛍光体は、第２透光性部材３において、第２上面２ｅ側に、より高濃度に配置されることとなる。これによって、第２透光性部材３においてもっともよく光が照射される部位に、蛍光体を高濃度で配置することができるために、多重散乱を防止して、効率的な波長変換を行うことができる。

（発光素子）
発光素子１は、通常、発光ダイオードが用いられる。
発光素子は、その組成、発光色又は波長、大きさ、個数等、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、青色、緑色の発光素子としては、ＺｎＳｅ、窒化物系半導体（Ｉｎ_XＡｌ_YＧａ_1-X-YＮ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）、ＧａＰなどの半導体層を用いたもの、赤色の発光素子としては、ＧａＡｌＡｓ、ＡｌＩｎＧａＰなどの半導体層を用いたものが挙げられる。

発光素子は、通常、透光性の成長用基板（例えば、サファイア基板）上に、半導体層を積層させて形成された半導体積層体である。基板が発光素子の上面側となり、光取り出し面となる。基板は半導体層との接合面に凹凸を有していてもよい。これにより半導体層から出射された光が、基板に当たるときの臨界角を意図的に変えて、基板の外部に光を容易に取り出すことができる。
発光素子では、成長用基板は半導体層の積層後に除去されていてもよい。除去は、例えば、研磨、ＬＬＯ（Laser Lift Off）等で行うことができる。成長用基板が除去された場合は、基板に最も近かった半導体層が上面側となり、光取り出し面となる。

発光素子は、半導体積層体の同一面に正負一対の電極を有する構造とすることにより、発光素子を実装基板にフリップチップ実装することができる。この場合、半導体積層体における、一対の電極が形成された面と対向する面が光取り出し面となる。

発光素子は、１つの発光装置において１つ又は複数含まれていてもよい。言い換えると、発光素子は、１つの透光性部材によって、１つ又は複数が被覆されていてもよい。１つの透光性部材によって複数の発光素子を被覆する場合、複数の発光素子は、全体として平面視で矩形状になるように、一列、またはマトリクス状に整列して配置されることが好ましい。これにより、第１透光性部材と複数の発光素子群の外縁形状を略一致させやすくなり、発光面端部における発光色むらが低減できる。

（光反射性部材）
発光装置１０は、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、発光素子１、第１透光性部材２、第２透光性部材３を包囲する光反射性部材６を備える。具体的には、光反射性部材６は、前記第２透光性部材、前記第１透光性部材の第２側面及び前記発光素子の側面を覆うように配置される。ただし、第１透光性部材２の第１上面２ａは、光反射性部材６で被覆されず、光反射性部材６から露出していることが好ましい。その際、第１透光性部材２の第１上面２ａと光反射性部材６の上面とを面一とするか、光反射性部材６の上面が第１透光性部材２の第１上面２ａより低いことが好ましい。

一般に、光出射面となる第１透光性部材の上面から出射された光は、横方向にも広がりを有する。光反射性部材の上面が、第１透光性部材の上面の高さよりも高い場合には、第１透光性部材の上面から出射された光が光反射性部材に当たって反射され、配光のばらつきが生じる。よって、第１透光性部材及び第２透光性部材の側面を光反射性部材で覆い、それらの側面の外周を覆う光反射性部材の高さを低くすることにより、出射された光を外部に直接取り出すことができる。

また、発光素子１が、実装基板等の基板上に配置される際には、光反射性部材６は、発光素子１と基板との間にも配置されていることが好ましい。さらに、発光素子が複数配列されている場合は、光反射性部材６は、複数の発光素子間にも配置されていることが好ましい。ある一つの発光素子から出た光が、隣の発光素子まで伝播して減衰すること防ぎ、光取り出し効率を上げるためである。

光反射性部材６は、発光素子１から出射される光を反射することができる材料から形成される。これによって、光反射性部材６は、第２透光性部材３、第１透光性部材２の第２側面２ｄ及び発光素子１の側面との界面で、発光素子１から出射された光を、第２透光性部材３、第１透光性部材２及び発光素子１内に反射させる。その結果、第２透光性部材３、第１透光性部材２及び発光素子１内で光が伝播し、最終的に第１透光性部材２の第１上面２ａから、外部へと出射される。

光反射性部材６は、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、アクリル樹脂の１種以上を含む樹脂又はハイブリッド樹脂等からなる母材に、光反射性物質を含有させることにより形成することができる。光反射性物質としては、酸化チタン、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、チタン酸カリウム、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、ムライトなどが挙げられる。光反射性部材６の反射率は、発光素子１からの光に対して６０％以上であることが好ましく、８０％または９０％以上であることがより好ましい。

光反射性部材６は、光反射性に加え、放熱性を有する材料を用いてもよい。このような材料としては、熱伝導率の高い窒化アルミニウム、窒化ホウ素が挙げられる。光反射性部材６の熱伝導率は１Ｗ／ｍ・Ｋ以上が好ましい。より好ましくは３Ｗ／ｍ・Ｋ以上とすることである。このように、熱伝導率を高く設定することにより、上述した第１透光性部材２および第２透光性部材３の側面の形状と相まって、第２透光性部材３と光反射性部材６との接触面積を増大させることができる。その結果、第１透光性部材２及び第２透光性部材３に蓄積される熱を、光反射性部材６へ伝達しやすくなり、第１透光性部材２及び第２透光性部材３の放熱性を向上させることができる。第１透光性部材２又は第２透光性部材３に含有される蛍光体がストークスロスに起因する自己発熱を起こし、この熱によって光変換効率を低下させることがある。しかし、上述したように、光反射性部材６の熱伝導率を高く設定することにより、第１透光性部材２又は第２透光性部材３中の蛍光体の熱を効率的に放熱することが可能となる。

光反射性物質等の含有量及び／又は光反射性部材の肉厚によって光の反射量、透過量等を変動させることができる。よって、得ようとする発光装置の特性等によって適宜調整することができる。例えば、母材となる樹脂１００重量部に対し、光反射性物質は２０〜６０重量部含有されていることが好ましく、特に２５〜３５重量部含有されていることが好ましい。また、光反射部材からの漏れ光を確実に抑制するために、光反射性部材の肉厚を１５０μｍ以上とすることが好ましい。

光反射性部材６は、例えば、射出成形、ポッティング成形、樹脂印刷法、トランスファーモールド法、圧縮成形などで成形することができる。

このように、光反射性部材６を配置することにより、第１透光性部材の光取り出し面側（発光素子と反対側）において、発光部周囲に漏れ出す光を低減できるため、見切り性の良い発光装置を与えることができる。ここで、見切り性が良いとは、発光部と非発光部との境界が明確なことを意味する。発光部と非発光部の輝度差が明確なほど、見切り性が良くなるといえる。

発光装置１０には、ツェナーダイオード等の保護素子を搭載してもよい。保護素子を、光反射性部材６に埋設することにより、発光素子１からの光が保護素子に吸収されたり、保護素子に遮光されたりすることによる光取り出しの低下を防止することができる。

（基板）
発光装置では、図１Ａ及び図１Ｂに示したように、発光素子１は、通常、基板４に載置されている。
基板の材料としては、ガラスエポキシ、樹脂、セラミックスなどの絶縁性部材、絶縁部材を形成した金属部材等が挙げられる。なかでも、基板の材料は、耐熱性及び耐候性の高いセラミックスを利用したものが好ましい。セラミックス材料としては、アルミナ、窒化アルミニウム、ムライトなどが挙げられる。これらのセラミックス材料に、例えば、ＢＴレジン、ガラスエポキシ、エポキシ系樹脂等の絶縁性材料を組み合わせてもよい。
基板４は、通常、その表面に発光素子１と接続される配線５を有するものが用いられる。配線５の材料は、特に限定されないが、例えば、銅、アルミニウム、金、銀、プラチナ、チタン、タングステン、パラジウム、鉄、ニッケル等の金属またはこれらを含む合金等によって形成することができる。また、基板の上面に形成される配線は、発光素子１からの光を効率よく取り出すために、その最表面が銀又は金などの反射率の高い材料で覆われていることが好ましい。配線は、電解めっき、無電解めっき、蒸着、スパッタ等によって形成できる。例えば、発光素子の基板への実装にＡｕバンプを用いる場合、配線の最表面にＡｕを用いることで、発光素子と基板との接合性が向上できる。
このような基板は、当該分野で公知であり、発光素子等が実装されるために使用される基板のいずれをも用いることができる。

実施例１
図２Ａ及び２Ｂに示す第１透光性部材２を用いて、図３に示す第２透光性部材３を形成し、これを用いて、図１Ａ及び１Ｂに示す発光装置１０を作製し、輝度分布を測定した。
この発光装置１０は、基板４上に、発光素子１（サイズ：１．３ｍｍ×１．３ｍｍ）が５個直列に載置されている。基板４は、熱電導率が１７０Ｗ／ｍ・Ｋ程度の窒化アルミニウム板材の表面に、チタン、パラジウム、金がこの順にパターン蒸着されたものであり、その上にさらに金メッキが施されている。発光素子１は、金からなるバンプによって、フリップチップ実装されている。

発光素子１は、ガラス中にＹＡＧが分散されてなる板状の第１透光性部材２（ＹＡＧ蛍光体を５〜１０質量％含有、サイズ：１．５５ｍｍ×５．９ｍｍ×０．２０（高さ）によって、その上面を被覆されている。発光素子１と第１透光性部材２とは、シリコーン樹脂からなる導光性の接着材によって接合されている。第１透光性部材２における距離Ｌは０．１２５ｍｍ、高さＨは０．０５ｍｍとした。
第２透光性部材３は、ＹＡＧ蛍光体を２０質量％含有するシリコーン樹脂によって形成されたものであり、ポッティング成形によって、第１透光性部材２の第１側面２ｃと第２上面ｅを完全に被覆するように形成されている。
発光素子１、第１透光性部材２及び第２透光性部材３の側面は、ポッティング成形により、光反射性部材６で包囲されている。光反射性部材６は、シリコーン樹脂１００重量部に対し、酸化チタンが３０重量部含有されており、熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ程度である。
光反射性部材６は、第１透光性部材２の第１上面２ａと略面一であり、第１透光性部材２及び第２透光性部材３及び発光素子１の側面の肉厚は１．２ｍｍ程度である。

このような発光装置１０は、発光部と非発光部との輝度差がより明確となり、より正面輝度の高い発光装置とすることができる。

本発明の発光装置は、車載用光源のほか、照明用光源、各種インジケーター用光源、ディスプレイ用光源、液晶のバックライト用光源、信号機、車載部品、看板用チャンネルレターなど、種々の光源に使用することができる。

１ 発光素子
２ 第１透光性部材
２ａ 第１上面
２ｂ 下面
２ｃ 第１側面
２ｄ 第２側面
２ｅ 第２上面
３ 第２透光性部材
４ 基板
５ 配線
６ 光反射性部材
１０ 発光装置

Claims (12)

1. 発光素子、
   前記発光素子上に配置され、第１上面と、下面と、第１側面と、該第１側面よりも外側に位置する第２側面と、前記第１側面及び前記第２側面の間に位置する第２上面とを有し、前記下面が前記発光素子の光取り出し面の全部を被覆する第１透光性部材、
   前記第１側面の少なくとも一部を被覆し、前記第１側面に対向する湾曲面を有し、前記第２上面を被覆する第２透光性部材、ならびに、
   前記第２透光性部材、前記第１透光性部材の第２側面及び前記発光素子の側面に配置される光反射性部材、を備え、
   前記湾曲面は、前記光反射性部材側に凹の湾曲面である発光装置。
2. 前記湾曲面は、前記第１側面と前記第２上面とに接する湾曲面である請求項１に記載の発光装置。
3. 前記第１上面と前記第２上面とは平行である請求項１又は２記載の発光装置。
4. 前記第１側面は、前記第１上面に接し、該第１上面に対する垂直面である請求項１〜３のいずれか１つに記載の発光装置。
5. 前記第２側面は、前記下面に接し、該下面に対する垂直面である請求項１〜４のいずれか１つに記載の発光装置。
6. 前記第１側面は、前記第１上面に接する側の一部領域が、前記第２透光性部材から露出している請求項１〜５のいずれか１つに記載の発光装置。
7. 前記第２透光性部材は、前記第１透光性部材の外周側面を連続して覆う請求項１〜６のいずれか１つに記載の発光装置。
8. 前記第１透光性部材は、蛍光体を含有する請求項１〜７のいずれか１つに記載の発光装置。
9. 前記第２透光性部材は、樹脂によって形成されている請求項１〜８のいずれか１つに記載の発光装置。
10. 前記第２透光性部材は、蛍光体を含有する樹脂によって形成されている請求項１〜９のいずれか１つに記載の発光装置。
11. 前記蛍光体は、前記第２透光性部材の下方に配置されている請求項１０に記載の発光装置。
12. 前記第１透光性部材の前記第１上面の縁が、平面視、前記発光素子の一部の外縁と一致する請求項１〜１１のいずれか１つに記載の発光装置。
    
    

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